APS Física Britador de Rolos

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UNIVERDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
 
MORGANNA MIOTTO 
NICOLE S. BONA 
RENAN PELAQUIM BERTOLINI 
SUELLE GARCIA GABRIEL 
 
 
 
 
 
APS – Atividade Prática Supervisionada 
BRITADOR DE ROLOS 
 
 
 
 
 
 
TOLEDO 
2015 
RESUMO 
Este trabalho teve como propósito apresentar uma alternativa para minimizar e 
reduzir o volume dos resíduos. Essa alternativa pode reduzir custos com 
transporte, reduzir o volume de resíduos que são depositados no ambiente e 
consequentemente fazer com que esses resíduos sirvam de agregado para a 
produção de novos materiais. 
O método foi à utilização de prensa de rolos para a redução do volume dos 
resíduos. A utilização de prensas de rolos na indústria teve inicio em meados 
da década de 80, em aplicações de cominuição, na indústria de cimento, 
tratando material de britagem relativamente fácil. A partir de então, as prensas 
de rolos tem sido aplicadas com sucesso a materiais mais resistentes e 
abrasivos. Hoje, em minério de ferro, por exemplo, são utilizadas para britagem 
grosseira, britagem de pebble de moinho autógenos, remoagem pré-
pelotização e britagem. 
O trabalho consiste em medir o volume de uma quantidade de resto de 
construção e após passar pelo protótipo verificar se houve mesmo a diminuição 
no volume o que garante a eficácia do equipamento e por consequência a 
economia. 
Ao final apresentaremos os resultados através de uma tabela que relaciona a 
quantidade de resíduos de entrada e qual a economia conseguida com o 
equipamento. 
INTRODUÇÃO 
As prensas de rolos são equipamentos de cominuição que consistem em um 
par de rolos girando em sentidos opostos, no trabalho em questão, os rolos 
serão movimentados manualmente. E a diminuição de tamanho dos resíduos 
ocorrera pelo efeito da cominuição interparticular. 
A mina de Los Colorados, de propriedade da Companhia Minera Del Pacifico, 
localizada no Chile, é um exemplo na utilização de prensas de rolos para 
granulometrias grosseiras em minério de ferro. 
Em geral, a motivação para a utilização de prensas de rolos está relacionada à 
sua maior eficiência energética, se comparada com a eficiência dos britadores 
e dos moinhos convencionais, pois, nas prensas de rolos ocorre lenta aplicação 
de cargas sobre partículas. Causando colapso estrutural dos grãos, de modo 
que a energia perdida em calor e ruído é minimizada. 
Os principais objetivos deste trabalho é desenvolver um protótipo artesanal 
com materiais reciclados, a fim de reduzir a granulometria dos resíduos (tijolo, 
pedra, restos de construção) de forma simples e eficaz. O movimento de 
rotação dos cilindros é responsável pela trituração dos pedaços de tijolo. 
A adoção dessa medida mostrou-se bastante eficiente, apresentando 
resultados satisfatórios que reduziram o volume de resíduos sólidos, podendo 
assim proporcionar ganhos econômicos e ambientais. 
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
Neste item serão conceituados alguns termos usados especificamente em 
testes de prensas de rolos. 
 Rotação 
 Momento Angular 
 Torque 
O que caracteriza o movimento em geral é a variação do vetor de posição. 
Dizemos assim que houve movimento se o vetor de posição r passou para 
outro vetor de posição r', isto é: 
 
 
Nós dizemos que o movimento é de rotação pura se a direção e o sentido do 
vetor posição mudam, ou seja, se apenas o módulo do vetor permanece 
constante. Portanto, numa rotação pura: 
 
Podemos expressar o deslocamento devido à rotação como função do vetor 
posição r. Para isso, introduzimos o vetor deslocamento angular. O vetor 
deslocamento angular é definido (como todo vetor) a partir do seu módulo, 
direção e sentido. 
Direção 
A direção do vetor deslocamento angular é dada pelo eixo de rotação. 
Sentido 
O sentido é dado pela regra da mão direita. Com a mão direita leve r para a 
nova posição. O polegar indica o sentido. 
Módulo 
O módulo é igual à variação ∂ᶱ (do ângulo de rotação). 
O momento angular, L, é uma grandeza física muito importante, especialmente 
em se tratando de rotações, mas cuja definição é um tanto quanto abstrata. Ela 
é definida como o produto vetorial do vetor posição e do vetor quantidade de 
movimento. 
L = r X p 
Vê-se que L é um vetor perpendicular a r e a p e, por isso, na maioria das 
vezes, ela acaba levando a dificuldades de visualização. No entanto, é uma 
quantidade física fundamental e importante no estudo da rotação de um corpo. 
A quantidade de movimento de um corpo pode ser nula (o que significa que ele 
não está em movimento de translação) e ainda assim ter momento angular total 
diferente de zero. 
O momento angular total está para o movimento de rotação assim como a 
quantidade de movimento total está para o movimento de translação. 
Como p = mv, e usando expressão V = ω X r podemos escrever o momento 
angular em termos de velocidade angular, como: 
L = r X (ω) X r 
Para um sistema de partículas, definimos o momento angular total como a 
soma dos momentos angulares de cada uma das partículas. 
Um corpo em rotação tem um valor definido para o momento angular. 
Pode-se, portanto, dizer que, se o corpo está em rotação, ele tem momento 
angular e vice-versa. 
O torque (Ƭ) de uma força (F) é definido como o produto vetorial entre a 
posição onde aplicamos a força. 
Ƭ = r X F 
Trata-se, portanto, de uma grandeza vetorial. 
Um exemplo muito simples é o binário de duas forças. Nesse caso, aplicamos 
a um corpo a mesma distância (a partir de uma origem comum) duas forças de 
mesmo módulo, mas sentidos opostos. 
Nesse caso, a força total é nula, mas a soma dos torques, não. Analogamente, 
definimos, quando mais de uma força atua sobre o corpo, o torque total como a 
soma dos torques produzidos por cada uma das forças. 
Um corpo se coloca em rotação quando aplicamos torques sobre ele. A 
variação de velocidade angular ocorre sempre como resultado de torques 
aplicados a um corpo. 
Rotações ocorrem como resultado de torques aplicados a um corpo, ou seja, 
Torque é igual à taxa de variação do momento angular. 
Isso significa que os torques aplicados às partículas levam a alteração no 
momento angular. 
No caso sistema binário (de duas forças opostas), o corpo sujeito ao binário se 
colocará em rotação pura (sem movimento de translação). 
Além desses tópicos, foram utilizados nesse relatório dois artigos em particular 
para auxiliar na realização do mesmo. Os links são: 
[1] http://www.lume.ufrgs.br/handle/10183/117446. 
[2] http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=56416596026. 
METODOLOGIA 
O primeiro passo foi encontrar os materiais que suprissem a necessidade do 
experimento. Então para os rolos foi utilizado um cilindro de pão com dois rolos 
lisos. Para coletar o produto final criamos uma caixa com madeira retirada de 
um Pallet, o custo para a produção deste protótipo foi insignificante, pois os 
materiais usados foram todos de baixo valor ou reciclados. 
 
Imagem 1: Cilindro de Pão 
Fonte: Autor 
Os rolos possuem as seguintes características: 
Raio dos cilindros: 2,65 cm 
Comprimento dos cilindros: 29 cm 
Como o britador funciona manualmente através de uma manivela, a velocidade 
dos rolos não pode ser medida, pois varia constantemente. 
 
Imagem 2: Manivela 
Fonte: Autor 
Como os cilindros eram lisos os tijolos não eram moídos como o esperado, 
então para melhorar a trituração foram colocados parafusos em toda a 
superfície dos cilindros. 
 
Imagem 3: Rolos com parafusos 
Fonte: Autor 
A caixa foi construída a fim de coletar os tijolos já triturados, ela foi parafusada 
em toda sua estrutura. 
 
Imagem 4 e 5: Construção da caixa 
Fonte: Autor 
 
 
Imagem 6 e 7: Construçãoda caixa 
Fonte: Autor 
Após a construção da caixa, fixamos o cilindro de pão na caixa de uma forma 
que os tijolos triturados caíssem diretamente dentro da caixa. 
 
Imagem 8: Fixação do cilindro 
Fonte: Autor 
E por fim o protótipo pronto. 
 
Imagem 9 e 10: Protótipo pronto 
Fonte: Autor 
Após a construção do protótipo os testes foram realizados, ou seja, coletamos 
uma quantidade de tijolos e restos de cimento, calculamos o volume e 
passamos pelo britados para a analise, por fim verificamos qual foi a redução 
do volume em porcentagem. 
RESULTADOS E DISCUSSÕES 
Com a realização do trabalho, e os testes foi possível comprovar a eficácia do 
protótipo, que apesar de simples e sem aperfeiçoar, conseguiu triturar os tijolos 
e alguns pedaços de cimento, fazendo com que ao final o volume fosse menor. 
A redução do volume foi de 28,57 %. 
Comparando o valor de uma caçamba de entulho nos dias de hoje, propomos 
um calculo simples para ver em valores (reais) qual seria a economia gerada. E 
assim obtivemos uma tabela: 
Redução Preço R$ 
28,57 % 180,00 
Quantidade 
de entulho 
em m³ 
Quantidade 
de 
caçambas 
Preço R$ Quantidade 
de entulho 
depois 
Quantidade 
de 
caçamba 
depois 
Preço R$ Economia 
3,8 2 360,00 2,7 1 180,00 180,00 
38,6 13 2.340,00 27,55 10 1.800,00 540,00 
385,7 129 23.220,00 275,5 92 16.560,00 6.660,00 
642,8 215 38.700,00 459,2 154 27.720,00 10.980,00 
Planilha 1: Comparação de preços 
PLANILHA DE EXCEL 
Para a Planilha do Excel, calculamos o resultado da diminuição do volume de 
resíduos. O Volume Final também esta em m³. 
 
 
CONCLUSÃO 
Com um equipamento simples e prático que consiste em princípios da física, os 
entulhos podem ser vistos de uma forma diferente, passam a ser conhecidos 
como algo que tem valor. 
O processo de britagem reduz significativamente o volume dos resíduos para 
seu devido transporte e destinação adequada, além disso, este material gerado 
pode ser transformado em matéria prima para a construção civil, com, por 
exemplo, em cobertura de contra pisos, produção de tijolos ecológicos, entre 
outros. 
Além das vantagens já citadas, o equipamento tem baixa emissão de pó e 
gases, e alta capacidade de produção. Com isto, o potencial de crescimento 
deste mercado de gestão de resíduos é proporcional à quantidade de entulho 
gerado. 
BIBLIOGRAFIA 
[1] Proposta de minimização e redução de volume para disposição final de 
resíduos sólidos industriais no município de Novo Hamburgo: estudo de casos: 
duas empresas do setor calçadista e uma empresa do setor coureiro - Garcia, 
Ana Cristina de Almeida - http://www.lume.ufrgs.br/handle/10183/117446. 
[2] Aplicação de prensas de rolos em minério de ferro - Farley Santos Ribeiro ; 
José Francisco Cabello Russo ; Thiago Costa ; - 
http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=56416596026 
[3] Halliday, D.; Resnick, R; Walker, J.; Fundamentos de Física: Volume 1: 
Mecânica. 8ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2008.